Bad DC Motor: caracteristici și principiu de funcționare. Inginerii bad DC. Dispozitivul motoarelor motorului Uncoovolette Badzolettor Runde

Echipamentele de uz casnic și medicale, dotrizi de aer, conducte de țevi ale conductelor de gaz și petrol sunt departe de o listă completă a domeniilor de utilizare a motoarelor neconnector (baza de date) a DC. Să ne uităm la dispozitivul și la principiul funcționării acestor unități electromecanice pentru a înțelege mai bine avantajele și dezavantajele acestora.

Informații generale, dispozitiv, domeniul de aplicare al cererii

Unul dintre motivele manifestării de interes în baza de date este o nevoie sporită a micromotorilor de mare viteză cu poziționare precisă. Pe plan intern, dispozitivul acestor unități este prezentat în figura 2.

După cum puteți vedea, designul este un rotor (ancora) și un stator, pe primul se află un magnet permanent (sau mai mulți magneți situați într-o anumită ordine), iar al doilea este echipat cu bobine (B) pentru a crea un magnetic camp.

Este demn de remarcat faptul că aceste mecanisme electromagnetice pot fi ambele cu o ancoră internă (acest tip de construcție poate fi văzut în Figura 2) și extern (vezi figura 3).

În consecință, fiecare dintre desene are un anumit domeniu de aplicare. Dispozitivele de ancorare interioară au o viteză mare de rotație, prin urmare, sunt utilizați în sistemele de răcire, ca centrale electrice de drone etc. Dispozitivele cu un rotor extern sunt utilizate ori de câte ori există o poziționare precisă și rezistență la supraîncărcări la momentul (robotică, echipament medical, mașini CNC etc.).

Principiul de funcționare

Spre deosebire de alte unități, de exemplu, o mașină asincronă AC, este necesară un controler special pentru baza de date, care include înfășurări, astfel încât vectorii ancorelor magnetice și câmpurile de stator să fie ortogonale unul cu celălalt. Aceasta este, de fapt, dispozitivul șoferului ajustează cuplul acționând printr-o bază de date de ancorare. Din punct de vedere vizual, acest proces este prezentat în Figura 4.

După cum puteți vedea, pentru fiecare mișcare de armătură, este necesar să se efectueze o anumită comutare a înfășurării statorului motorului tipului de uncon. Acest principiu de funcționare nu permite să gestioneze fără probleme rotația, dar face posibilă obținerea rapidă a impulsului.

Diferențele de colector și motorul în vrac

Unitatea de tip colector diferă de baza de date ca caracteristici constructive (a se vedea figura 5.) și principiul muncii.

Luați în considerare diferențele constructive. Din Figura 5, se poate observa că rotorul (1 din figura 5) al motorului de tip colector, spre deosebire de Neckenet, are bobine, în care sunt instalate diagrama simplă de înfășurare și magneții permanenți (de regulă, două) pe statorul (2 din figura 5). În plus, colectorul este instalat pe arborele la care sunt conectate periile care alimentează înfășurarea ancorei.

Spuneți pe scurt despre principiul lucrărilor de mașini de colectare. Când tensiunea este furnizată la unul dintre bobine, este încântat și se formează un câmp magnetic. Ea intră în interacțiunea cu magneții permanenți, face ca ancora și colectorul plasat pe el. Ca rezultat, puterea este alimentată la o altă înfășurare, iar ciclul este repetat.

Viteza de rotație a ancorei unui astfel de design depinde direct de intensitatea câmpului magnetic, care, la rândul său, este direct proporțională cu tensiunea. Aceasta este, pentru a mări sau micșora cifra de afaceri, este suficient să creșteți sau să reduceți nivelul de putere. Și pentru invers, este necesar să comutați polaritatea. Această metodă de gestionare nu necesită un controler special, deoarece controlul accidentului vascular cerebral poate fi realizat pe baza rezistorului variabil, iar comutatorul obișnuit va funcționa ca invertor.

Caracteristicile constructive ale motoarelor de tip UNCOOULTTE Am fost vizualizate în secțiunea anterioară. După cum vă amintiți, legătura lor necesită un controlor special, fără de care pur și simplu nu vor funcționa. Din același motiv, aceste motoare nu pot fi folosite ca generator.

De asemenea, merită remarcat faptul că în unele unități de acest tip, pozițiile rotorului sunt urmărite pentru un control mai eficient utilizând senzorii Hall. Acest lucru îmbunătățește semnificativ caracteristicile motoarelor Neclector, dar duce la creșterea prețurilor și astfel designul neuniform.

Cum de a rula motorul de neclintite?

Pentru a forța unitățile de acest tip, controlerul special va fi necesar (vezi figura 6). Fără ea, lansarea este imposibilă.

Strângeți același dispozitiv în sine nu are sens, mai ieftin și mai fiabil va fi achiziționat gata. Puteți alege în următoarele caracteristici inerente driverelor de canal PWM:

• Rezistența maximă admisibilă a curentului, această caracteristică este dată pentru modul standard de funcționare al dispozitivului. Destul de des, producătorii indică un astfel de parametru în numele modelului (de exemplu, Phoenix-18). În unele cazuri, modul de vârf este dat, pe care controlerul îl poate suporta câteva secunde.
• Tensiunea maximă standard pentru munca lungă.
• Rezistența la lanțurile interne ale controlorului.
• Numărul admisibil de revoluții este indicat în RPM. Peste această valoare, controlerul nu va crește rotația (limitarea este implementată la nivelul programului). Trebuie remarcat faptul că viteza de rotație este întotdeauna dată pentru unitățile bipolare. Dacă perechile de poli sunt mai mult, ar trebui să împărțiți valoarea numărului lor. De exemplu, numărul 60000 rpm este indicat, prin urmare, pentru un motor de 6 magnetici, viteza de rotație va fi de 60000/3 \u003d 2000 prm.
• Frecvența impulsurilor generate, în majoritatea controlorilor, acest parametru se află în intervalul de la 7 la 8 kHz, modele mai scumpe vă permit să reprogramați parametrul, crescând-o la 16 sau 32 kHz.

Rețineți că primele trei caracteristici determină puterea bazei de date.

Controlul motorului de neclintite

După cum sa menționat mai sus, comutarea comutatorului de înfășurare a unității este efectuată prin electronică. Pentru a determina la comutare, șoferul urmărește poziția ancorei folosind senzorii Hall. Dacă unitatea nu este echipată cu astfel de detectoare, atunci în calcul este realizat de Reverse EMF, care apare în bobinele neconectate ale statorului. Controlorul, care, de fapt, este un pachet hardware și software, urmărește aceste modificări și stabilește ordinea de comutare.

Trifazat motor electric DC electric

Majoritatea bazelor de date sunt efectuate în execuția în trei faze. Pentru a controla o astfel de unitate în controler există un convertor de tensiune constantă într-un impuls trifazat (vezi figura 7).

Pentru a explica modul în care funcționează un motor de supapă, rezultă din Figura 7 pentru a lua în considerare Figura 4, unde toate etapele servomotorului sunt arătate alternativ. Taie-le:

1. Un impuls pozitiv este servit pe bobina "A", în timp ce pe "B" - negativ, ca rezultat, ancora se va mișca. Senzorii își vor bloca mișcarea și vor primi un semnal pentru următoarea comutare.
2. Bobinele "A" se oprește, iar impulsul pozitiv merge la "C" ("B" rămâne neschimbat), apoi semnalul este alimentat la următorul set de impulsuri.
3. Pe "C" - pozitiv, "a" - negativ.
4. Există o pereche de "B" și "A" la care vin impulsuri pozitive și negative.
5. Impulsul pozitiv este reluat la "B" și negativ pe "C".
6. Bobinele "A" (servite +) și un impuls negativ se repetă pe "C". Apoi, ciclul este repetat.

În ușurința aparentă de management există o mulțime de dificultăți. Este necesar nu numai să urmăriți poziția de armătură pentru a produce următoarele serii de impulsuri și, de asemenea, să controleze viteza de rotație, ajustând curentul în bobine. În plus, ar trebui să alegeți cei mai optimi parametri pentru overclockare și frânare. De asemenea, merită să nu uitați că controlerul trebuie să fie echipat cu un bloc care vă permite să îl gestionați. Aspectul unui astfel de dispozitiv multifuncțional poate fi văzut în Figura 8.

Avantaje și dezavantaje

Motorul electric Uncooltte are multe avantaje, și anume:

• Durata de viață este mult mai lungă decât analogii obișnuiți de colector.
• Eficiență ridicată.
• Setul rapid de viteză maximă de rotație.
• Este mai puternic decât KD.
• Absența scântei în timpul funcționării vă permite să utilizați unitatea în condiții periculoase de incendiu.
• Nu este necesară o răcire suplimentară.
• Operație simplă.

Acum luați în considerare minusurile. Un dezavantaj semnificativ care limitează utilizarea bazei de date este un cost relativ ridicat (inclusiv prețul șoferului). Inconvenientele ar trebui să fie atribuite imposibilității de a folosi baza de date fără un driver, chiar și pentru includerea pe termen scurt, de exemplu, pentru a verifica performanța. Repararea problemelor, mai ales dacă este necesară derularea înapoi.

Motoarele sunt utilizate în multe domenii de tehnologie. Pentru a roti rotorul motorului, este necesar să aveți un câmp magnetic rotativ. În motoarele DC convenționale, această rotație este efectuată prin utilizarea mecanică a perii la glisarea colectorului. În același timp, scânteia apare și, în plus, datorită frecării și uzurii perii pentru astfel de motoare, este necesară o întreținere constantă.

Datorită dezvoltării tehnicii, a devenit posibilă generarea unui câmp magnetic rotativ electronic, care a fost încorporat în motoarele DC Neolotor (BDPT).

Dispozitiv și principiu de funcționare

Elementele principale ale BDPT sunt:

• rotorpe care sunt întărite magneții constanți;
• statorpe care sunt instalate înfășurări;
• controler electronic.

Prin design, un astfel de motor poate fi de două tipuri:

cu locația internă a rotorului (InRunner)

cu locația rotorului extern (Outtrener)

În primul caz, rotorul se rotește în interiorul statorului, iar în al doilea - rotorul se rotește în jurul statorului.

Tipul motorului InRunner. Utilizate în cazul în care este necesar să obțineți revoluții mari de rotație. Acest motor are un design standard mai simplu, care vă permite să utilizați un stator fix pentru fixarea motorului.

Tipul motorului Outrunner. Potrivit pentru un cuplu mai mare la viteză mică. În acest caz, montarea motorului este efectuată utilizând o axă fixă.

Tipul motorului InRunner. - viteză mare, cuplu scăzut. Tipul motorului Outrunner. - Puținori mici, cuplu mare.

Numărul de poli din BDPT poate fi diferit. În ceea ce privește numărul de poli, puteți judeca unele caracteristici ale motorului. De exemplu, motorul cu un rotor având 2 poli are un număr mai mare de revoluții și un moment mic. Motoarele cu o cantitate crescută de poli au un punct mai mare, dar un număr mai mic de revoluții. Prin schimbarea numărului de poli de rotor, puteți schimba numărul de turație a motorului. Astfel, schimbarea designului motorului, producătorul poate selecta parametrii motorului necesar la momentul și numărul de revoluții.

Management BDPT.

Controlul rolei, aspect

Pentru controlul motorului în vrac utilizat controler special - Regulator de viteză de rotație a arborelui motorului curent continuu. Sarcina sa este de a genera și de a se alimenta la momentul dorit pe înfășurarea dorită a tensiunii necesare. În controlerul pentru instrumentele cu sursa de alimentare 220, schema de invertor este cel mai frecvent utilizată, în care conversia curentă cu o frecvență de 50 Hz este mai întâi într-un curent constant și apoi la semnale cu modularea impulsului (PWM). Pentru a furniza tensiunea de alimentare a energiei pe lichidarea statorului, se utilizează taste electronice puternice pe tranzistoare bipolare sau alte elemente de alimentare.

Reglarea puterii și vitezei motorului se efectuează prin schimbarea rezistenței impulsurilor și, prin urmare, valoarea activă a tensiunii furnizată înfășurarea statorului motorului.

Diagrama circuitului de comandă a rolei. K1-K6 - D1-D3 Taste - Senzori de poziție a rotorului (senzori de hall)

O problemă importantă este conexiunea la timp a cheilor electronice pentru fiecare înfășurare. Pentru a asigura acest lucru controlerul trebuie să determine poziția rotorului și viteza sa. Senzorii optici sau magnetici pot fi utilizați pentru a obține astfel de informații (de exemplu, senzori de sala), precum și câmpuri magnetice inverse.

Utilizare mai frecventă senzori de salaacea reacționează la prezența unui câmp magnetic. Senzorii sunt plasați pe stator în așa fel încât câmpul magnetic al rotorului acționat pe ele. În unele cazuri, senzorii sunt instalați în dispozitive care vă permit să schimbați poziția senzorilor și, în consecință, reglați unghiul Advance (Timing).

Regulatoarele de rotație a rotorului sunt foarte sensibile la puterea curentului care trece prin ea. Dacă selectați o baterie cu un curent de ieșire mai mare, regulatorul arde! Corectați corect combinațiile de caracteristici!

Avantaje și dezavantaje

În comparație cu motoarele convenționale BDPT au următoarele avantaje:

• big CPD.;
• de mare viteză;
• abilitatea de a schimba frecvența rotației;
• lipsa de perii spumante;
• zgomot mic.atât în \u200b\u200bbenzi de sunet, cât și în benzi de înaltă frecvență;
• fiabilitate;
• abilitatea de a rezista supraîncărcării la momentul respectiv;
• excelent raportul dintre dimensiuni și putere.

Motorul de baseball se distinge printr-o eficiență mare. Poate ajunge la 93-95%.

Fiabilitatea ridicată a părții mecanice a bazei de date se explică prin faptul că utilizează rulmenți cu bile și nu există perii. Demagnezia magneților permanenți apare destul de încet, mai ales dacă sunt făcuți folosind elemente de pământ rar. Când este utilizat în controlerul de protecție curent, durata de viață a acestui nod este destul de mare. De fapt durata de viață a serviciului BDPT poate fi determinată de durata de viață a rulmenților cu bile.

Dezavantajele BDPT sunt complexitatea sistemului de management și costul ridicat.

Aplicație

Domeniul de aplicare al BDTP este după cum urmează:

• crearea modelelor;
• medicament;
• automotive.;
• industria de petrol și gaze;
• aparate;
• echipament militar.

Folosind. DB pentru modelul aeronavelor Oferă un avantaj semnificativ la putere și dimensiuni. Compararea vitezei de tip a motorului colectorului obișnuit și BDTP de aceeași clasă ASTRO Flight 020 arată că motorul primului tip are o eficiență de 40-60%. CPD al celui de-al doilea motor în aceleași condiții poate ajunge la 95%. Astfel, utilizarea bazei de date vă permite să creșteți de aproape 2 ori puterea puterii modelului sau a timpului de zbor.

Datorită zgomotului mic și lipsei de încălzire atunci când lucrarea BDPT este utilizată pe scară largă în medicină, în special în stomatologie.

În mașini, astfel de motoare sunt folosite în ascensoare de sticla, Chowers, faruri si ascensoare lift.

Nici un colector și perii de scânteie Vă permite să utilizați baza de date ca elemente de dispozitive de închidere În industria de petrol și gaze.

Ca exemplu de utilizare a bazelor de date în aparatele de uz casnic, poate fi spălată o mașină de spălat cu o unitate directă a tamburului LG. Această companie utilizează BDTP-ul Outrunner. Pe rotorul motorului, există 12 magneți, și pe stator - 36 de inductoare bobine care sunt învelite cu un fir cu un diametru de 1 mm pe miezuri din oțel conductiv magnetic. Bobinele sunt conectate secvențial 12 bucăți în fază. Rezistența fiecărei faze este de 12 ohmi. Un senzor de hol este utilizat ca senzor de poziție a rotorului. Rotorul motorului este atașat la Baku al mașinii de spălat.

Pretutindeni Acest motor este utilizat în hard disk-uri pentru computere, ceea ce le face compacte, pe unități CD și DVD și sisteme de răcire pentru dispozitivele microelectronice și nu numai.

Împreună cu baza de date a puterii mici și mijlocii în industrie cu condiții grele de lucru, industria și industria militară sunt din ce în ce mai mult de BDPT mari.

Bazele de date de alimentare cu lumină sunt proiectate pentru nava americană. De exemplu, Powertec a dezvoltat un BDTP de 220 kW la o viteză de 2000 rpm. Momentul motorului ajunge la 1080 nm.

În plus față de aceste zone, baza de date este utilizată în proiectele de mașini, prese, linii de procesare a materialelor plastice, precum și în puterea eoliană și utilizarea valurilor de maree.

Caracteristici

Caracteristicile principale ale motorului:

• putere nominală;
• putere maxima;
• curent maxim;
• tensiunea maximă de funcționare;
• maximă revoltă (sau coeficientul KV);
• rezistența la înfășurări;
• unghi de avans;
• mod de operare;
• caracteristicile de avertizare Motor.

Indicatorul principal al motorului este puterea sa nominală, adică puterea generată de motor pentru o lungă perioadă de funcționare.

Putere maxima - Aceasta este puterea pe care motorul o poate da în timpul perioadei de timp pe termen scurt, fără a distruge. De exemplu, pentru ASTRO Flight 020, ASTRO Flight 020, care a menționat mai sus, este de 250 W.

Curent maxim. Pentru ASTRO Flight 020, este egal cu 25 A.

Tensiunea maximă de funcționare - Tensiune care poate rezista înfășurărilor motorului. Pentru ASTRO Flight 020, tensiunile de operare variază de la 6 la 12 V.

Viteza maximă a motorului. Uneori pașaportul indică coeficientul KV - numărul vitezelor motorului pe volt. Pentru ASTRO Flight 020 kV \u003d 2567 Rev / c. În acest caz, numărul maxim de revoluții poate fi determinat prin înmulțirea acestui coeficient la tensiunea maximă de funcționare.

Obișnuit rezistența la înfășurări Pentru motoare sunt zecimi sau mii de ohm. Pentru ASTRO Flight 020 r \u003d 0,07 ohm. Această rezistență afectează eficiența BDPT.

Unghi de avans Este înainte de comutarea tensiunilor asupra înfășurărilor. Este asociat cu natura inductivă a rezistenței înfășurărilor.

Modul de funcționare poate fi lung sau pe termen scurt. Cu modul pe termen lung, motorul poate funcționa mult timp. În același timp, căldura alocată acestora este complet disipată și nu se supraîncălzește. În acest mod, motoarele funcționează, de exemplu, la ventilatoare, transportoare sau scări rulante. Modul pe termen scurt este utilizat pentru dispozitivele cum ar fi un lift, un aparat de ras electric. În aceste cazuri, motorul funcționează în timp scurt și apoi răcit de mult timp.

În pașaportul de pe motor, sunt date dimensiunile și greutatea acestuia. În plus, de exemplu, pentru motoarele destinate modelelor de aeronave, dimensiunile de aterizare și diametrul arborelui sunt date. În special, motorul ASTRO Flight 020 conține următoarele caracteristici:

• lungimea este de 1,75 ";
• diametrul este de 0,98 ";
• diametrul arborelui este de 1/8 ";
• greutatea este de 2,5 oz.

Concluzii:

1. În modelarea, în diferite produse tehnice, în industria și echipamentul de apărare utilizat BDPT, în care câmpul magnetic rotativ este format dintr-un circuit electronic.
2. Prin designul său, BDPT poate fi cu internă (internă) și externă (Outtrener) de locația rotorului.
3. În comparație cu alte motoare BDPT au mai multe avantaje, principalele care sunt absența perii și de scântei, o eficiență mare și o fiabilitate ridicată.

Trăsături distinctive:

• BCECCE informații generale
• Utilizează controlerul de cascadă de putere
• Programul de probă de probă

Introducere

Aceste orientări privind aplicațiile sunt descrise în aceste recomandări de aplicare, cum se implementează o unitate de control pentru controlul motorului de comandă DC (BKEPT) utilizând un senzor de poziție bazat pe microcontroler AVR AT90PWM3.

Microcontrolerul AVR de înaltă performanță, care conține un controler de cascadă de putere, vă permite să implementați un controler pentru controlul unui motor de controler DC de mare viteză.

Acest document oferă o scurtă descriere a principiului de funcționare a motorului DC cu motor necorete, iar detaliile consideră controlul BCECT în modul tactil și descrierea conceptului de dezvoltare de referință ATAVRMC100 se bazează pe recomandările de utilizare.

De asemenea, a discutat implementarea software-ului cu un circuit de control implementat de software bazat pe controlerul PID. Pentru a controla procesul de comutare, utilizarea numai a senzorilor de poziție bazată pe efectul Hall este implicită.

Principiul de funcționare

Domeniul de aplicare al BKEPT crește continuu, care este asociat cu o serie de avantaje:

1. Absența unui nod de colector, care simplifică sau chiar exclude întreținerea.
2. Generați un nivel mai scăzut de zgomot acustic și electric comparativ cu motoarele colectorului universal DC.
3. Abilitatea de a lucra în medii periculoase (cu produse inflamabile).
4. Bună raportul dintre caracteristicile bulbului și puterea ...

Motoarele de acest tip sunt caracterizate printr-o mică inerție a rotorului, deoarece Înfășurarea se află pe stator. Comutarea este controlată de electronică. Momentele de comutare sunt definite fie în funcție de informațiile de la senzorii de poziție, fie prin măsurarea inversă a fost generată de înfășurări.

Atunci când utilizați senzorii BKEPT, este de obicei din cele trei părți principale: un stator, un rotor și senzori de linie.

Statorul bketului trifazic clasic conține trei înfășurări. În multe motoare, înfășurările sunt împărțite în mai multe secțiuni, ceea ce reduce pulsațiile momentului de rulare.

Figura 1 prezintă schema de substituție a statorului electric. Se compune din trei înfășurări, fiecare dintre ele conțin trei elemente consecutive incluse: inductanță, rezistență și inversă.

Figura 1. Schema de înlocuire a statorului electric (trei faze, trei înfășurări)

Rotorul Bkept constă dintr-un număr par de magneți permanenți. Cantitatea de poli magnetici din rotor afectează de asemenea dimensiunea etapelor de rotație și de rulare. Cu cât este mai mare numărul de poli, cu atât este mai mică dimensiunea etapei de rotație și a impulsului de rulare mai redus. Magneții permanenți pot fi utilizați cu 1..5 perechi de poli. În unele cazuri, numărul de perechi de poli crește la 8 (Figura 2).

Figura 2. Stator și rotor al bketului trifazat, cu trei înfășurări

Înfășurările sunt instalate staționare, iar magnetul se rotește. Rotorul Bkept este caracterizat printr-o greutate mai ușoară față de rotorul unui motor universal obișnuit DC, care este situat pe rotor.

Senzor de sala

Pentru a estima poziția rotorului, trei senzori de hol sunt încorporați în carcasa motorului. Senzorii sunt instalați la un unghi de 120 ° în raport unul cu celălalt. Utilizarea datelor senzorilor este posibilă efectuarea a 6 întrerupătoare diferite.

Fazele de comutare depind de starea senzorilor Hall.

Furnizarea de tensiuni de alimentare pe modificările de înfășurare după schimbarea stărilor de ieșire a senzorului Hall. Cu execuția corectă a comutării sincronizate, cuplul rămâne aproximativ constantă și înaltă.

Figura 3. Semnalele senzorului Hall în procesul de rotație

Fazele de comutare

Pentru a simplifica descrierea lucrării bketului trifazat, considerăm doar versiunea sa cu trei înfășurări. După cum sa arătat anterior, faza de comutare depinde de valorile de ieșire ale senzorilor Hall. Cu alimentarea corectă de tensiune la înfășurarea motorului, se creează un câmp magnetic și se inițiază rotația. Metoda cea mai frecventă și simplă de comutare utilizată pentru a controla BCECCE este schema de închidere a închiderii atunci când înfășurarea fie conducătoare sau nu. La un moment dat, doar două înfășurări pot fi confiscate, iar al treilea rămâne deconectat. Conectarea înfășurărilor la magistrala electrică provoacă curent electric. Această metodă se numește comutare trapezoidală sau comutare bloc.

O cascadă de putere constând din 3 jumătăți de litri este utilizată pentru a controla bketul. Schema cascadei de putere este prezentată în figura 4.

Figura 4. Cascada de putere

Conform valorilor senzorilor Hall, se determină ce taste trebuie închise.

Tabelul 1. Comutarea cheilor în sensul acelor de ceasornic

În motoarele cu mai multe câmpuri, rotația electrică nu corespunde rotației mecanice. De exemplu, în bketul de patru polivi, patru cicluri de rotație electrică corespund unei rotații mecanice.

Puterea și viteza motorului depind de puterea câmpului magnetic. Puteți regla viteza de rotație și rotirea motorului prin schimbarea curentului prin înfășurare. Cea mai obișnuită modalitate de a controla curentul prin înfășurare este curentul de mijloc. Pentru a face acest lucru, utilizați modularea compusului latitude (PWM), a cărei ciclu de funcționare determină valoarea medie a tensiunii pe înfășurări și, prin urmare, valoarea medie curentă și, ca rezultat, viteza de rotație. Viteza poate fi ajustată la frecvențe de la 20 la 60 kHz.

Câmpul rotativ al bketului trifazat, cu trei înfășurare este prezentat în Figura 5.

Figura 5. Treptele de comutare și câmpul rotativ

Procesul de comutare creează un câmp rotativ. În etapa 1, faza A, se conectează la magistrala de alimentare pozitivă a tastei SW1, faza B este conectată la o comună cu cheia SW4, iar faza C rămâne neconfigurată. Fazele A și B sunt create două fluxuri magnetice vectoriale (prezentate în săgeți roșu și albastru, respectiv), iar suma acestor doi vectori dă vectorului fluxului magnetic al statorului (săgeata verde). După aceea, rotorul încearcă să urmeze fluxul magnetic. De îndată ce rotorul atinge o anumită poziție în care starea senzorilor Hall este schimbată de la valoarea "010" la "011", comutarea înfășurărilor motorului este efectuată în mod corespunzător: faza în rămânerea necazală și faza C este conectat la total. Acest lucru duce la generarea noului vector al fluxului magnetic al statorului (etapa 2).

Dacă urmați schema de comutare prezentată în Figura 3 și în Tabelul 1, obținem șase vectori de flux magnetic diferiți care corespund șase etape de comutare. Șase pași corespund unei cifre de afaceri a rotorului.

Set de start ATAVRMC100.

Diagrama circuitului este prezentată în Figurile 21, 22, 23 și 24 la sfârșitul documentului.

Programul conține un circuit de control al vitezei cu un controler PID. Un astfel de regulator este alcătuit din trei linkuri, fiecare fiind caracterizat prin propriul raport de transmisie: KP, Ki și KD.

KP este coeficientul de transmisie al legăturii proporționale, Ki este coeficientul de transmisie al legăturii de integrare și KD - coeficientul de transmisie a legăturii diferențiate. Abaterea vitezei specificate de la real (în figura 6 se numește "semnalul" lipsă ") este procesat de fiecare dintre legături. Rezultatul acestor operații este pliat și alimentat la motor pentru a obține viteza dorită de rotație (a se vedea figura 6).

Figura 6. Schema de reglementare a PID structurală

Coeficientul CP afectează durata procesului de tranziție, coeficientul Ki vă permite să suprimați erorile statice, iar CD-ul este utilizat, în special, pentru a stabiliza poziția (vezi descrierea circuitului de comandă din arhiva software-ului pentru schimbarea coeficienților) .

Descrierea hardware-ului

După cum se arată în Figura 7, microcontrolerul conține 3 controlori de cascadă de putere (PSC). Fiecare PSC poate fi considerat ca un modulator cu impulsuri latitudine (PWM) cu două semnale de ieșire. Pentru a evita apariția curentului, PSC suportă capacitatea de a controla latența puterii tastelor de alimentare (a se vedea documentația pentru AT90PWM3 pentru un studiu mai detaliat al funcționării PSC, precum și Figura 9).

Intrarea de urgență (suprasolicitarea curentă, curentul) este asociată cu PSCIN. Intrarea de urgență permite microcontrolerului să dezactiveze toate ieșirile PSC.

Figura 7. Implementarea hardware

Pentru a măsura curentul, pot fi utilizate două canale diferențiale cu o cascadă de amplificator programabilă (ku \u003d 5, 10, 20 sau 40). După selectarea coeficientului de câștig, este necesar să se ridice rezistorul nominal de aspirație pentru cea mai completă acoperire a intervalului de conversie.

Semnalul Over_current este format de un comparator extern. Tensiunea de prag a comparatorului poate fi ajustată utilizând un DAC intern.

Comutarea fazelor trebuie efectuată în conformitate cu valoarea la ieșirile senzorilor Hall. DH_A, DH_B și DH_C sunt conectate la intrările surselor de întreruperi externe sau la trei comparatori interni. Comparatoarele generează același tip de întreruperi ca întreruperi externe. Figura 8 arată modul în care porturile I / O sunt utilizate în setul de pornire.

Figura 8. Utilizarea porturilor I / O Microcontroler (carcasă SO32)

VMOT (VDV) și vmot_half (1/2 VDV) sunt implementate, dar nu sunt utilizate. Acestea pot fi folosite pentru a obține informații despre tensiunea sursei de alimentare.

Ieșirile H_X și L_X sunt utilizate pentru a controla podul de alimentare. După cum sa menționat mai sus, depind de controlerul cascadei de putere (PSC), care generează semnale PWM. În această aplicație, se recomandă utilizarea modului de control în centru (a se vedea figura 9) când registrul OCR0RA este utilizat pentru a sincroniza lansarea transformării ADC pentru a măsura curentul.

Figura 9. Oscilograme ale semnalelor PSCN0 și PSCN1 în modul de aliniere la nivel

• Timp incl. 0 \u003d 2 * OCRNSA * 1 / FCLKPSC
• Timp incl. 1 \u003d 2 * (OCRNRB - OCRNSB + 1) * 1 / FCLKPSC
• PSC \u003d 2 * (OCNRNB + 1) * 1 / FCLKPSC

Pauză non-apărare între PSCN0 și PSCN1:

• | OCRNSB - OCNRNSA | * 1 / FCLKPSC

Blocul PSC este clasificat de semnalele CLKPSC.

Una dintre cele două metode poate fi utilizată pentru a alimenta semnalele PWM în cascada de putere. Prima este aplicarea semnalelor PWM la părțile superioare și inferioare ale cascadei de putere, iar al doilea - în aplicația semnalelor PWM numai la părțile superioare.

Descrierea software-ului

ATMEL a dezvoltat biblioteci pentru a gestiona Bkept. Primul pas al utilizării lor este configurația și inițializarea microcontrolerului.

Configurarea și inițializarea microcontrolerului

Pentru a face acest lucru, utilizați funcția mc_init_motor (). Aceasta determină funcția de inițializare a componentei hardware și software, precum și inițializează toți parametrii motorului (direcția rotației, vitezei și motorului de oprire).

Structura structurii software.

După configurația și inițializarea microcontrolerului pot fi lansate motorul. Sunt necesare doar mai multe funcții pentru a controla motorul. Toate funcțiile sunt definite în mc_lib.h:

VOID MC_MOTOR_RUN (Void) - folosit pentru a porni motorul. Funcția circuitului de stabilizare este apelată pentru a instala ciclul de lucru PWM. După aceea, se efectuează prima fază de comutare. BOOL MC_MOTOR_IS_RUNNING (VOD) - Determinarea stării motorului. Dacă "1", motorul funcționează dacă "0", motorul este oprit. VOID MC_MOTOR_STOP (VOID) - folosit pentru a opri motorul. VOID MC_SET_MOTOR_SPEED (Viteza U8) - Instalarea unei viteze definite de utilizator. U8 MC_GET_MOTOR_SPEED (VOD) - Returnează viteza specificată de utilizator. VOID MC_SET_MOTOR_DIRECTION (Direcția U8) - Setarea direcției de rotație "CW" (în sensul acelor de ceasornic) sau "CCW" (în sens invers acelor de ceasornic). U8 mc_get_motor_direction (VOID) - Returnează direcția curentă de rotație a motorului. U8 mc_set_motor_measured_speed (U8 măsurați_Speed) - Salvarea vitezei măsurate în variabila măsurată. U8 mc_get_motor_measured_speed (void) - Returnează viteza măsurată. VOID MC_SET_CLOSE_LOOP (VOID) VOID MC_SET_OPEN_LOOP (VOID) - Configurarea circuitului de stabilizare: Circuit închis sau deschis (vezi Figura 13).

Figura 10. Configurația AT90PWM3

Figura 11. Structura software-ului

Figura 11 prezintă patru variabile Mc_Run_stop (Start / Stop), Mc_direction (direcție), mc_cmd_speed (viteză specificată) și mc_measurd_speed (viteza măsurată). Acestea sunt principalele variabile software, accesul la care pot fi efectuate de funcțiile utilizatorului descris anterior.

Implementarea software-ului poate fi vizualizată ca o cutie neagră cu numele "Managementul motorului" (Figura 12) și intrările multiple (MC_RUN_STOP, MC_DIRECTION, MC_CMD_SPEED, MC_MEASURD_SPEED) și ieșiri (toate semnalele de control al podurilor de alimentare).

Figura 12. Variabilele software de bază

Cele mai multe caracteristici sunt disponibile în MC_DRV.H. Doar unele dintre ele depind de tipul de motor. Funcțiile pot fi împărțite în patru clase principale:

• Inițializarea hardware-ului
vid mc_init_hw (void); Initializarea hardware-ului este implementată pe deplin în această funcție. Aici sunt porți inițiale, întrerupe, cronometre și controlere ale cascadei de putere.

Vid mc_init_sw (void); Folosit pentru a inițializa software-ul. Permite tuturor întreruperilor.

Vid mc_init_port (void); Inițializarea portului I / O prin setarea prin registrele DDRX, care concluziile funcționează ca o intrare și ce ieșire, precum și indicând ce intrări este necesar pentru a permite rezistențele de tragere (prin registrul PORTX).

Vid mc_init_pwm (void); Această caracteristică începe PLG-ul și stabilește toate registrele PSC în starea inițială.

Vid mc_init_it (void); Modificați această caracteristică pentru a rezolva sau a interzice tipurile de întrerupere.

Void PSC0_Init (nesemnat int dt0, nesemnat int ot0, nesemnat int dt1, nesemnat int OT1); Void PSC1_Init (nesemnat int dt0, nesemnat int ot0, nesemnat int dt1, nesemnat int OT1); Void PSC2_Init (nesemnat int dt0, nesemnat int ot0, nesemnat int dt1, nesemnat int OT1); PSCX_INIT permite utilizatorului să selecteze configurația controlerului de cascadă de putere (PSC) al microcontrolerului.

• Funcții de comutare U8 mc_get_hall (void); Citirea stării senzorilor Hall corespunzătoare a șase etape de comutare (HS_001, HS_010, HS_011, HS_100, HS_101, HS_110).

  Întrerupe vidul mc_hall_a (void); _Interrupt vid mc_hall_b (void); _Interrupt vid mc_hall_c (void); Aceste funcții sunt executate dacă se detectează întreruperea externă (schimbarea ieșirii senzorilor de Hall). Ele vă permit să schimbați fazele și să calculați viteza.

  Vid mc_duty_cycle (nivelul U8); Această funcție stabilește ciclul de funcționare al PWM în conformitate cu configurația PSC.

  Vid mc_switch_commutiation (poziția U8); Comutarea fazelor este efectuată în conformitate cu valoarea la ieșirile senzorilor Hall și numai dacă utilizatorul pornește motorul.

• Configurarea conversiei de timp VOID MC_CONFIG_SAMPLING_PERIOD (VOID); Timerul 1 inițializarea generației de întrerupere la fiecare 250 μs. _Interrupt vid lansan_sampling_period (void); După activarea a 250 μl întreruperi stabilește pavilionul. Poate fi folosit pentru a controla timpul de conversie.
• Valoarea vidului VOID MC_CONFIG_TIME_ESTIMATION_SPEED (VOID); Timerul de configurare 0 pentru a efectua funcția de calcul a vitezei.

  VOID MC_ESTTIMATION_SPEED (VOID); Această funcție calculează turația motorului pe baza principiului măsurii măsurarii impulsurilor senzorilor de linie.

  Întrerupe vidul OVFL_TIMER (void); Dacă apare o întrerupere, o creștere a unei variabile pe 8 biți este incrementată pentru implementarea unui cronometru pe 16 biți utilizând un cronometru de 8 biți.

• Măsurarea actuală _Interrupt VOID ADC_EOC (VOID); Funcția ADC_EOC este efectuată imediat după conversia amplificatorului pentru a instala pavilionul pe care utilizatorul îl poate utiliza.

  Vid mc_init_current_measure (void); Această caracteristică inițializează amplificatorul 1 pentru măsurarea curentă.

  U8 mc_get_current (void); Citiți valoarea curentă dacă conversia este completă.

  Bool mc_conversion_is_finisat (gol); Indică finalizarea conversiei.

  Vid mc_ack_eoc (nulă); Resetați steagul de completare a conversiei.

• Detectarea supraîncărcării curente VOID MC_SET_OVER_CURRENT (nivelul U8); Setează pragul pentru a determina supraîncărcarea curentă. Ca prag, există o ieșire din DAC asociată cu comparatorul extern.

Circuitul de stabilizare este selectat folosind două funcții: Open (MC_SET_OPEN_LOOP ()) sau Circuit închis (MC_SET_CLOSE_LOOP ()). Figura 13 prezintă un circuit de stabilizare implementat de software.

Figura 13. Circuitul de stabilizare

Un circuit închis este un circuit de stabilizare a vitezei bazate pe regulator PID.

După cum se arată mai devreme, coeficientul KP este utilizat pentru stabilizarea timpului de răspuns al motorului. La început, setați Ki și KD egal cu 0. Pentru a obține timpul dorit de răspuns al motorului, trebuie să selectați valoarea KP.

• Dacă timpul de răspuns este prea mic, creșteți CP.
• Dacă timpul de răspuns este rapid, dar nu stabil, atunci reduceți CP.

Figura 14. Configurarea kp

Parametrul ki este folosit pentru a suprima eroarea statică. Lăsați coeficientul CP neschimbat și setați parametrul ki.

• Dacă eroarea diferă de la zero, apoi măriți ki.
• Dacă suprimarea erorii a fost precedată de un proces oscilator, apoi reduceți Ki.

Figura 15. Custom.

Figurile 14 și 15 prezintă exemple de selectare a parametrilor corecți ai regulatorului KP \u003d 1, ki \u003d 0,5 și kd \u003d 0.

Setarea parametrului CD:

• Dacă viteza este scăzută, apoi măriți CD-ul.
• Cu instabilitatea CD-ului, este necesar să se reducă.

Un alt parametru esențial este timpul de conversie. Trebuie să fie aleasă cu privire la timpul de reacție al sistemului. Timpul de conversie trebuie să fie de cel puțin două ori mai mic decât timpul de răspuns al sistemului (conform regulii Cotelnikov).

Pentru a configura timpul de conversie, sunt furnizate două funcții (discutate mai sus).

Rezultatul lor este afișat în variabila Glom, care este instalată la fiecare 250 μs. Cu această variabilă este posibilă configurarea timpului de conversie.

CPU și utilizarea memoriei

Toate măsurătorile sunt efectuate la o frecvență generator de 8 MHz. Ele depind, de asemenea, de tipul de motor (numărul de perechi de poli). Când utilizați motorul cu 5 perechi de poli, frecvența semnalului la ieșirea senzorului Hall este de 5 ori mai mică decât viteza motorului.

Toate rezultatele prezentate în figura 16 au fost obținute utilizând o bketă trifazată cu cinci perechi de poli și frecvența maximă de rotație de 14000 rpm.

Figura 16. Folosind viteza microcontrolerului

În cel mai rău caz, nivelul de încărcare a microcontrolerului este de aproximativ 18% cu un timp de transformare de 80 ms și viteza de rotație de 14000 rpm.

Prima estimare poate fi efectuată pentru un motor mai rapid și cu adăugarea funcției de stabilizare curentă. Timpul de execuție al funcției MC_ReGulați_Loop () este între 45 și 55MSC (este necesar să se țină seama de timpul de conversie TSP de aproximativ 7 μs). A fost selectat un BCECCE pentru evaluarea cu un timp de răspuns curent de aproximativ 2-3 ms, cinci perechi de poli și frecvența maximă de rotație de aproximativ 2-3 ms.

Viteza maximă a motorului este de aproximativ 50.000 rpm. Dacă rotorul utilizează 5 perechi de poli, frecvența rezultată la ieșirea senzorilor Hall va fi egală cu (50.000 rpm / 60) * 5 \u003d 4167 Hz. Funcția MC_ESTTIMATION_SPEED () începe cu fiecare frontală crescândă a senzorului Hall A, adică. La fiecare 240 ISS cu durata executării a 31 μs.

Funcția MC_SWITCH_COMMUTIMIATION () depinde de funcționarea senzorilor Hall. Se efectuează atunci când fronturile apar la ieșirea unuia dintre cei trei senzori de sala (crescând sau cădere), astfel, într-o perioadă de impulsuri la ieșirea senzorului de hală, sunt generate șase întreruperi și frecvența rezultată a Apelul funcției este de 240/6 μs \u003d 40 μs.

În cele din urmă, timpul de conversie al circuitului de stabilizare trebuie să fie de cel puțin două ori mai mic decât timpul de răspuns al motorului (aproximativ 1 ms).

Rezultatele sunt prezentate în Figura 17.

Figura 17. Evaluarea încărcării microcontrolerului

În acest caz, nivelul de încărcare a microcontrolerului este de aproximativ 61%.

Toate măsurătorile au fost efectuate utilizând același software. Resursele de comunicare nu sunt utilizate (Wapp, Lin ...).

În astfel de condiții, se utilizează următoarea capacitate de memorie:

• 3175 octeți de memorie de program (38,7% din memoria flash totală).
• 285 octeți de memorie de date (55,7% din volumul total al RAM static).

Configurarea și utilizarea ATAVRMC100

Figura 18 prezintă o diagramă completă a diferitelor moduri de funcționare ale setului de pornire ATAVMC100.

Figura 18. Scopul porturilor I / O ale modurilor de microcontroler și de comunicare

Mod de operare

Sunt acceptate două moduri diferite de operare. Set Jumpers JP1, JP2 și JP3 în conformitate cu Figura 19 pentru a selecta unul dintre aceste moduri. În aceste instrucțiuni de aplicare, se utilizează numai modul utilizând senzori. O descriere completă a hardware-ului este furnizată în manualul de utilizare pentru setul ATAVMCC100.

Figura 19. Selectați modul de control utilizând senzori

Figura 19 prezintă setările sursă ale jumperii care respectă utilizarea software-ului asociat acestor orientări privind aplicațiile.

Programul care vine cu placa ATAVRMC100 suportă două moduri de funcționare:

• rularea motorului la viteza maximă fără componente externe.
• reglarea vitezei motorului utilizând un potențiometru extern.

Figura 20. Conectarea potențiometrului

Concluzie

În aceste recomandări pentru utilizare, o soluție hardware și software pentru controlul unității de comandă a DC este prezentată utilizând senzori. În plus față de acest document, codul sursă complet este disponibil pentru descărcare.

Biblioteca de programe include pornirea și controlul vitezei oricărui BCEC cu senzori încorporați.

Diagrama schematică conține un minim de componente externe necesare pentru controlul bketului cu senzori încorporați.

Capacitățile CPU și memoria microcontrolerului AT90PWM3 vor permite dezvoltatorului să extindă soluția funcțională.

Figura 21. Concept Circuit electric (partea 1)

Figura 22. Diagrama electrică a conceptului (partea 2)

Figura 23. Concept Circuit electric (partea 3)

Figura 24. Diagrama electrică a conceptului (partea 4)

Documentație:

Renovarea fantastică a apartamentelor și repararea cabane pentru bani mari.

Unele din istorie:

Principala problemă a tuturor motoarelor este supraîncălzită. Rotorul se rotește în interiorul unui stator și, prin urmare, nu a dispărut de la supraîncălzire. Oamenii au avut loc în cap o idee strălucită: nu rotorul se rotește, dar statorul, care, atunci când este rotit, ar fi răcit cu aer. Când a fost creat un astfel de motor, acesta a început să fie utilizat pe scară largă în aviație și construcție navală și, prin urmare, a fost poreclit de un motor de supape.

Curând a fost creat analogul electric al motorului supapei. Numit-o cu un motor Neclector, pentru că nu avea colectori (perii).

Bescheletor (perii fără perii) motoare electrice au venit la noi relativ recent, în ultimul 10-15 ani. Spre deosebire de motoarele colectorului, se hrănesc cu un curent alternativ trifazat. Motoarele în vrac funcționează eficient într-o gamă mai largă de revoluții și au mai mult eficiență ridicată. Designul motorului este relativ mai simplu, nu există nod de perie în el, care se freacă constant cu rotorul și creează scântei. Se poate spune că motoarele fără perii nu poartă practic. Costul motoarelor în vrac este puțin mai mare decât colectiv. Acest lucru se datorează faptului că toate motoarele fără perii sunt echipate cu rulmenți și, de regulă, sunt fabricate mai bine.

Testele au arătat:
Împingeți cu șurub 8x6 \u003d 754 grame.,
Rotația frecvență \u003d. 11550 rpm.,
Consumul de energie \u003d. 9 watt.(fără șurub) , 101 watt.(cu șurub),

Puterea și eficiența

Puterea poate fi calculată în acest mod:
1) Puterea în mecanică este calculată printr-o astfel de formulă: N \u003d f * vunde f este puterea, iar V este viteza. Dar, deoarece șurubul se află într-o stare statică, atunci nu există nici o mișcare, cu excepția rotației. Dacă acest motor este instalat pe avionul, atunci viteza ar putea fi măsurată (este de 12 m / s) și poate calcula puterea utilă:
N UL \u003d 7,54 * 12 \u003d 90.48 wați
2) eficiența motorului electric este la o astfel de formulă: Eficiență \u003d n utilă / n cheltuită * 100%Unde N Costuri \u003d 101 wați
KPD \u003d 90.48 / 101 * 100% \u003d 90%
În medie, eficiența motoarelor subcoloare într-adevăr și fluctuează aproximativ 90% (cea mai mare eficiență realizată de acest tip de motoare este egală cu 99.68% )

Caracteristicile motorului:

Voltaj: 11,1 volți
RĂSPUNS: 11550 rpm.
Curent maxim: 15a.
Putere: 200 watt.
Tracţiune: 754 de grame (șurub 8x6)

Concluzie:

Prețul oricărui lucru depinde de amploarea producției sale. Producătorii de motoare în vrac se înmulțesc ca niște ciuperci după ploaie. Prin urmare, vreau să cred că în viitorul apropiat, prețul controlorilor și a motoarelor uniforme va cădea, deoarece a căzut pe echipamentul de control radio ... Capacitățile microelectronicii în fiecare zi se extind, mărimea și greutatea controlorilor scăderea treptată. Se poate presupune că în viitorul apropiat, controlorilor vor începe să încorporeze direct în motoare! Poate vom trăi în această zi ...